多巴胺和碱基类小分子在碳离子液体电极上的直接电化学与电分析

摘要

随着对基因结构与功能的研究不断深入,特别是人类基因组计划的迅速发展,基因诊断已经成为分子生物学和生物医学研究中的重要领域。对人体、病毒和细菌核酸中特定碱基序列的检测在疾病诊断、食品污染、法医鉴定和环境监测等领域都将会发挥越来越重要的作用。因此在生命科学中研究碱基等物质的电化学行为具有重要的理论意义和实践意义。离子液体(IL)具有非常好的物理化学性质,例如具有良好的溶解性、离子导电性高、挥发性小、低毒、宽的电化学窗口、电化学稳定性好。本文制备了不同的离子液体修饰电极,研究了碱基等物质在离子液体修饰碳糊电极上的直接电化学行为。论文主要包括以下内容:
　　 1.合成了Ni/Al水滑石(Ni/Al-LDH),并将其同定在离子液体修饰碳糊电极上(CILE)。CILE采用离子液体1-(3-氯-2-羟丙基)-3-甲基咪唑醋酸盐([PMTM]CH3COO)作为修饰剂。用扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法对所制备的修饰电极(LDH/CILE)进行了表征。在选择的条件下,与裸CILE电极相比,LDH/CILE对多巴胺(DA)的测定表现出更好的电化学响应。计算了电催化氧化DA的电化学参数如电子传递系数α、电子转移数n、反应速率常数Ks和扩散系数D分别为0.426,2.25,1.66 s-1和7.06×10-5 cm2/s。该修饰电极进一步成功用于盐酸多巴胺注射液的测定。
　　 2.以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)制作的碳糊电极为基底电极,将Nation和多壁碳纳米管(MWCNTs)的混合液滴涂在基底电极上作为工作电极,采用循环伏安法为主要手段在pH为5.5的B-R缓冲溶液中研究了腺嘌呤在该电极上的电化学行为。腺嘌呤在工作电极上表现为不可逆的吸附控制的氧化反应,在电极的表面存在的MWCNTs使得腺嘌呤的电化学响应明显增加。计算了腺苷在电极表面电化学氧化的相关系数,优化了反应条件。利用微分脉冲伏安法对腺嘌呤进行了测定,当浓度在1.0×10-7～7.0×10-5mol/L范围内时与氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限为3.3×10-8mol/L(3σ)。
　　 3.分别用1-乙酸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([CMMIM]PF6)、1-(3-氯-2-羟基丙基)吡啶醋酸盐(PPCH3COO)和1-(3-氯-2-羟基丙基)-3-甲基眯唑醋酸盐([PMIM]CH3COO)作为粘合剂,与石墨粉和液体石蜡三者混合,制备了相应的离子液体修饰碳糊电极(CILE)。在这三种电极上分别研究了三磷酸腺苷(ATP)、5'-单磷酸腺苷(5'-AMP)和胸腺嘧啶的电化学氧化反应,并与传统碳糊电极CPE)做了比较。分别计算了相应的电化学参数如电子转移系数(α),电子转移数为(n),标准速率常数(ks)和表面吸附量(гT)。在优化条件下用微分脉冲伏安法研究了氧化峰电流与三者浓度之间的线性关系,并分别计算了检测限(3σ)。